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Zr65Al7.5Ni10Cu12.5Ag5非晶合金压痕下方剪切带形貌的研究

以Zr65Al7.5Ni10Cu12.5Ag5块体非晶合金作为研究对象,采用界面压痕技术和扫描电子显微镜,分别对铸态、轧制态以及轧制-退火态试样压痕下方的剪切带形貌进行了研究.实验结果表明,铸态试样以半圆形剪切带为主,同时存在少量的射线状剪切带,并且形貌比较规则;轧制态试样的剪切带形貌变得很不规则,很难分辨半圆形和射线状剪切带,并且随着变形量的增加,剪切带形貌的不规则程度增加;轧制-退火态试样中重新出现了规则的半圆形和射线状剪切带,变形量对剪切带形貌几乎没有影响.这些结果说明,轧制态试样压痕下方剪切带形貌不规则的主要原因是轧制变形使剪切带中自由体积含量显著增加.

关键词: 非晶合金 , 轧制变形 , 剪切带 , 退火

Mg17Al12、Al2Ca、Al2Nd、Al2Er金属间化合物稳定性与电子结构关系的第一性原理研究

崔晓明 , 白朴存 , 候小虎 , 刘飞 , 王欣心 , 赵玲玲 , 陈梦洋

稀有金属材料与工程

采用基于密度泛函理论的Castep程序软件包,优化了Mg17Al12、Al2Nd、Al2Er及Al2Ca等相的晶胞结构,计算了化合物的形成热、结合能和态密度等,分析了化合物结构稳定性与其电子结构的内在联系.结果表明:4种化合物的形成热和结合能均为负值,且化合物的合金化能力和结构稳定性强弱顺序依次为Al2Er、Al2Nd、Al2Ca、Mg17Al12.态密度结果表明,Al2Er和Al2Nd具有较强结构稳定性的主要原因是:(1)在费米面低能级区,Al3p轨道分别与Nd 4f、5d和Er4f、5d轨道价电子发生强烈杂化作用;(2) Al2Nd和Al2Er成键电子数较多;(3)这2种化合物的电子参与成键能力较大.电荷密度结果表明:Mg17Al12、Al2Ca、Al2Nd和Al2Er中均存在金属键、离子键、共价键,4种化合物中Al2Er、Al2Nd共价键较强,Al2Ca离子键最强,Mg17Al12中以较强的金属键为主.

关键词: Mg-Al系合金 , C15Laves相 , 电子结构 , 第一性原理

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金时效沉淀相分析

侯小虎 , 白朴存 , 张秀云 , 董太尚 , 崔晓明 , 王娜

稀有金属材料与工程

利用喷射成形技术制备了超高强Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金.随后对试验合金进行热挤压,758 K固溶2 h和393 K时效20 h,利用透射电子显微镜(TEM)对时效后的合金进行形貌、选区电子衍射、高分辨像观察,得到各种沉淀相形貌和析出相与基体的位相关系.经过标定后确定,时效后的合金中存在3种纳米级沉淀相:η′相、GP(II)区、L12-Al3Zr,GP(II)区和Al3Zr与基体共格结合.

关键词: 喷射成形 , 超高强铝合金 , 沉淀相

改性后不同孔隙度多孔钛对成骨细胞的影响

陈良建 , 张思慧 , 李益民 , 崔晓明 , 郑遥 , 李挺

中国有色金属学报

采用碱热处理和仿生沉积HA对注射成形多孔钛进行表面处理,研究改性后多孔钛的细胞毒性及其成骨细胞黏附、增殖和分化的影响.结果表明:改性后多孔钛无细胞毒性,不同孔隙度多孔钛的细胞黏附形貌不同,复合培养7 d后,5%孔隙度组细胞平铺于材料表面,30%孔隙度组细胞多呈长梭形,60%孔隙度组MG63细胞伪足以锚状牢固附着于孔壁的颗粒之上,形成细胞桥;成骨细胞在高孔隙度组表面细胞的增殖数高于低孔隙度组表面细胞的;复合培养7 d与14 d,5%孔隙度组与30%孔隙度组的上清液中碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)含量无明显差别(p＜0.05),而60%孔隙度组的ALP含量高于低孔隙度组的.

关键词: 生物材料 , 医用钛合金 , 多孔钛 , 孔隙度 , 黏附 , 增殖 , 碱性磷酸酶

挤压态喷射成形Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金组织及力学性能

崔晓明 , 白朴存 , 侯小虎 , 董银元 , 陈伟

稀有金属材料与工程

利用喷射成形技术制备了Mg12All.5Zn6.5CalNd镁合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,研究了挤压态实验合金的微观组织及力学性能.结果表明:挤压态实验合金组织主要由α-Mg和Al2Ca组成,合金组织为等轴晶,晶粒大小约为2 μm,第二相Al2Ca颗粒主要弥散分布在晶界处,颗粒平均尺寸小于1μm;基体内存在位错网及位错塞积,Al2Ca相中存在孪晶结构;合金抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、延伸率(δ)分别为470 MPa、350 MPa、4.7％,主要强化方式为细晶强化、弥散强化、固溶强化;断口存在微孔聚合形成的孔洞,孔洞底部的杂质相或孔洞周围硬脆相与基体之间易萌生微裂纹,合金断裂机制为微孔聚合型沿晶断裂.

关键词: 喷射成形 , 镁合金 , 显微组织 , 力学性能

喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金双级时效的微观组织和力学性能研究

沈元国 , 白朴存 , 侯小虎 , 崔晓明

稀有金属材料与工程

采用喷射沉积技术制备了Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu合金.通过高分辨电子显微镜和硬度测试等手段,研究分析了双级时效处理对喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:合金经120℃(14 h)时效后,硬度达到峰值,晶内主要强化相为η'亚稳相和少量的GP Ⅱ区,晶界析出相呈连续分布;合金经120℃(14 h)+160℃(0.5 h)、120℃(14 h)+160℃(16 h)、120℃(14 h)+160℃(24 h)双级时效后,硬度较峰时效相比,分别下降了5.92％、11.13％、15％,它们的晶内析出相依次是细小的η'相、粗大的η'相、粗大的η相,晶界析出相呈断续状分布,晶内和晶界的析出相明显长大,并且在120℃(14 h)+160℃(16 h)、120℃(14 h)+160℃(24 h)时效后,出现了晶界无沉淀析出带.通过对TEM图像的测量,可以得到η相和η'相的晶格参数分别为0.520、0.860 nm和0.490、1.402 nm;对η和η'相解卷处理,可以提高像的分辨率,然后用jems对η和η'相模拟,可以确定原子的基本位置.

关键词: Al-Zn-Mg-Cu合金 , 双级时效 , 微观组织 , 解卷处理

Er对AZ91镁合金铸态组织和耐蚀性能的影响

崔晓明 , 白朴存 , 侯小虎 , 刘威 , 王凌跃

稀土 doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201504019

利用真空电磁感应熔炼炉制备AZ91-XEr(X=0,0.58％,1.14％,1.81％)镁合金,采用静态失重法测试实验合金腐蚀行为,运用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对腐蚀前后实验合金进行表征,研究Er对实验合金显微组织及耐蚀性能的影响.结果表明,添加Er后合金组织得到细化,合金物相主要由α-Mg、β(Mg17Al12)和Al2Er相组成.随着Er含量增加,β相由粗大的不连续网状变为细小的块状,且Al2Er相数量、尺寸增加.Er可以提高AZ91镁合金的耐蚀性能,当Er含量为1.81％时,实验合金耐蚀性最好.

关键词: Er , AZ91镁合金 , 显微组织 , 耐蚀性能

Zr-Al-Cu-Ni-Ag非晶复合材料的显微硬度和剪切带形貌

李亭亭 , 胡勇 , 崔晓明 , 闫志杰

材料研究学报

使用差氏扫描量热仪、维氏显微硬度计和扫描电子显微镜研究了过冷液相区内不同温度等温退火处理对Zr-Al-Cu-Ni-Ag块体非晶合金的显微硬度和剪切带形核、扩展的影响.结果表明,等温退火处理后非晶合金的初晶相为二十面体准晶相(Ⅰ-相),其体积分数随着退火温度的升高呈现上升的趋势;复合材料的显微硬度随着晶化体积分数的升高呈现增大的趋势;界面压痕下方剪切带密度随着晶化体积分数的升高则呈现下降的趋势.这是等温退火导致非晶合金发生结构弛豫和第二相析出综合作用的结果.

关键词: 金属材料 , 力学行为 , 晶化体积分数 , 显微硬度 , 剪切带